“洞察”火星難在哪兒?內部“體檢”有何意義?

“洞察”火星难在哪儿?内部“体检”有何意义?

“洞察”火星难在哪儿?内部“体检”有何意义?

“洞察號”著陸後,傳回的首張火星照片。

NASA“洞察號”著陸火星

火星內部迎首次“體檢”

一直以來,人類對火星這顆神秘的紅色行星充滿興趣。美國國家航空航天局(NASA)今年5月發射的無人探測器“洞察號”(InSight),再次向紅色星球發起挑戰。“洞察號”無人探測器於北京時間27日凌晨成功抵達火星登陸點,並順利傳回首張照片,開啟歷史上首次勘探火星內部的探索任務。

有趣的是,NASA為了給“洞察號”造勢,還組織了一個“將你的名字帶上火星”的活動,即報名者的名字將寫入一個芯片,由“洞察號”攜帶前往火星。活動截止時,全球共有240多萬人的名字寫入了芯片,其中,來自美國和中國的人名數佔據前兩位。

釋疑1

著陸火星難在哪?

據NASA網站介紹,“洞察號”於今年5月5日從位於加利福尼亞州中部的范登堡空軍基地升空,在歷經6個多月、航行約4.82億公里後,於美國東部時間26日下午2時47分進入火星大氣層,隨後其飛行時速從19800公里降至8公里,並克服高溫及沙塵影響,最終平穩著陸。

據《紐約時報》報道,在預備著陸階段,“洞察號”以每小時19800公里的速度進入火星大氣層頂部,慢慢降至時速8公里落地,相當於人類慢跑的速度。這種急劇減速必須在不到7分鐘內完成。NASA開玩笑形容,這是“恐怖的6分半鐘”。

“洞察號”下降和降落任務(EDL)負責人羅博·格瑞沃爾說,“我們無法操縱著陸,必須依靠預先編入探測器的命令。此前已經花費數年測試這項計劃,學習其他火星著陸器的經驗。在‘洞察號’進入著陸區埃律西昂平原前我們都需保持警惕。”

中國航天科工集團二院研究員、國際宇航聯空間運輸委員會副主席楊宇光介紹,火星與地球各自圍繞太陽公轉,兩者最遠距離可達4億公里,這種情況下通訊是很困難的,而且探測器著陸過程很快,地面發出指令到達火星需要幾分鐘到十幾分鍾時間,來不及操控降落,因此著陸的操作必須自動完成。火星大氣稀薄,探測器無法單純依靠減速傘著陸,而要運用防熱盾、減速傘、反推火箭等多種措施,過程比較複雜,而每種手段的切換要求緊密銜接,不能出任何差錯,這是探測器在火星降落的主要難點。

楊宇光還提到,“洞察號”的著陸區選擇在火星赤道附近的埃律西昂平原,主要取決於兩方面考量,一是科學目標,二是工程條件限制。就工程條件來說,首先要求著陸在平坦區域;其次,選擇靠近赤道區域,太陽光充足,能通過太陽能板轉化為電能,滿足探測器的能源需求。另外,火星赤道附近溫度最接近地球,避免探測器遭遇過冷或過熱的環境。

釋疑2

“洞察號”能做什麼?

“洞察號”探測器由著名的洛克希德·馬丁空間系統公司研發,不同於此前的火星探測任務,它不能像火星車一樣四處走動,著陸後只在原地展開科研工作,主要任務是瞭解火星的內部結構,探究火星地震和火星內核的奧秘。

儘管“洞察號”重量只有360千克,但展開後體積有6米長、2米寬、1.4米高。它有“三條腿、一條手臂”,還有兩塊可摺疊的圓形太陽能板,機身設計很大程度上繼承了2007年發射的“鳳凰號”火星探測器。“洞察號”另外搭載了3臺主要的科學儀器:地震儀“SEIS”、熱流及物理特性探測儀“HP3”、自轉和內部結構探測儀“RISE”。

地震儀“SEIS”肩負監測火星地震及地質活動的任務,為科學家提供多維數據,美媒NBC將此過程形容為對火星進行一次CT掃描。“洞察號”項目負責人菲利普·羅格諾恩說,“130年前有了首次地震記錄,約50年前阿波羅計劃將一臺地震儀放置在月球上。SEIS的數據,將揭示火星形成和演化情況。”

“HP3”這支特殊的溫度計有一個被稱為“鼴鼠”的鑽頭,可幫助探測機器深入火星地表以下5米,測量溫度變化和熱量來源,這將是迄今在火星上鑽得最深的洞。測量數據將用於研究火星內部構造,繪製火星內部熱量分佈圖。

“RISE”則將檢測火星自轉中可能存在的晃動,幫助科學家掌握火星核的特徵。除三個主要設備外,“洞察號”還攜帶了兩個高清攝像機及環境傳感器,攝像機可拍攝視野45度的3D全綵照片和120度廣角全景照片。

釋疑3

研究內核有何意義?

NASA介紹,火星曾是一顆溫暖溼潤的岩石質行星,距今40億年至27億年間,火星氣候環境發生了巨大變化。科學家希望通過“洞察號”對火星內核的探測,揭開火星鉅變的原因。NASA總部行星科學部代理主任勞瑞·格雷茲說,我們期待“洞察號”著陸後收集有關火星內部結構的有價值信息,將有助於瞭解包括地球在內的岩石行星的形成和演變。

楊宇光說,探測火星對於研究地球有很大意義,兩者都是岩石質行星。地球內部活動劇烈,其早期的痕跡被抹滅。而火星“足夠小又足夠大”,足夠大是指它和地球的相似度很高,足夠小在於它的地下活動較小,所以是一個很理想的研究對象。

NASA科學任務理事會的托馬斯·澤布臣(Thomas Zurbuchen)說,“登陸火星很難,需要技巧、專注和多年的準備。我們的最終目標是將人類送到月球表面,最終奔向火星。”(記者 陳沁涵)


分享到:


相關文章: